【正文】 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我受益匪淺。由功能代碼 72——77 定義任意端子為多段速度控制端子 55554，可重復(fù)定義，也可部分定義（未定義時(shí)視為OFF 狀態(tài)） 。但在運(yùn)行過(guò)程中，輸出頻率始終大于下限頻率（停車(chē)過(guò)程例外） ，而小于上限頻率。整流電路按其控制方式可以使直流電壓源也可以是直流電流源。表 62 各檔轉(zhuǎn)度下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩檔次 1 2 3 4 5 6 7 8轉(zhuǎn)速/（r/min）30 80 120 250 500 800 1200 1440轉(zhuǎn)矩/（）1750 656 210 210 105 66 44 37(3) 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩TMN=9550 電動(dòng)機(jī)容量不變的可行性核算1. 核算公式(1) 低速檔恒轉(zhuǎn)矩區(qū)折算至負(fù)載軸 （120）??39。另一種 IC416 系列，該系列使用單獨(dú)的軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫通風(fēng)，保證了電動(dòng)機(jī)在低速（1~2HZ）時(shí)恒轉(zhuǎn)矩長(zhǎng)期運(yùn)行溫升不超過(guò)允許值。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 圖 53正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)只有在變頻器接通電源后才能進(jìn)行；變頻器只有正反轉(zhuǎn)都不工作的時(shí)候才會(huì)切斷電源。圖 31北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）114. PLC 控制實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)速分段給定原理 如果車(chē)床還需要進(jìn)行復(fù)雜的程序控制，可應(yīng)用可編程控制器（PLC）結(jié)合變頻器的多檔轉(zhuǎn)速功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下圖所示。????/9550 ≥??????????(????????????????????)/9550 （113）=????1/?????????? 可見(jiàn)，頻率范圍過(guò)大之后，電動(dòng)機(jī)的容量可以比 減小 倍，但與負(fù)????1 ??????????載功率相比，仍需增大很多。????????=???? (2) 最低頻率 因?yàn)橹挥幸粰n轉(zhuǎn)速，故頻率調(diào)節(jié)范圍 為：???? （19）????=????????/????????≈??????????/??????????=???? 當(dāng) 時(shí)， 50/40=????=40 ????????≤ 當(dāng) 時(shí)， 50/140=????=140????????≤ 異步電動(dòng)機(jī)在這樣低的頻率下連續(xù)工作，如不用負(fù)載反饋，是比較困難的。 (3) 電動(dòng)機(jī)的容量一般應(yīng)此比原拖動(dòng)系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)容量為大（詳見(jiàn)下速） 。D 點(diǎn)是分界點(diǎn)，一般來(lái)說(shuō)，大約在 2 處（ 是分界點(diǎn)的轉(zhuǎn)速， 是最高轉(zhuǎn)速） 。一個(gè)觸目驚心的事實(shí)刺激著我們：我國(guó)傳統(tǒng)機(jī)床的制造業(yè)基礎(chǔ)很強(qiáng)，大量出口，可是由于技術(shù)含量低，往往出口到國(guó)外的價(jià)錢(qián)只是金屬材料的價(jià)格。是否同意安排論文答辯：同意論文成績(jī)：80 分評(píng)閱教師（簽名）： 年 月 日北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯小組評(píng)議意見(jiàn)學(xué)號(hào) 專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化車(chē)床主軸多動(dòng)變頻調(diào)速節(jié)能改造設(shè)計(jì)職 稱(chēng) 工作單位 備注組長(zhǎng)80 分畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得北京交通大學(xué)海濱學(xué)院或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。機(jī)床的控制主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，采用微機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能數(shù)控，提高機(jī)床的技術(shù)附加值和運(yùn)行效率；另一方面還有節(jié)能的控制改造，配以可編程序控制器（PLC）數(shù)字控制（NC）和變頻調(diào)速等技術(shù)，可以大大提高傳統(tǒng)機(jī)床的加工水平，通過(guò)對(duì)其電力節(jié)能的改造后效果驚人，以C6150 普通機(jī)床為例，全國(guó)大概有三百多萬(wàn)臺(tái) ，如果每臺(tái)車(chē)床的電機(jī)由原來(lái) 的電機(jī)換成 的，每天按 8 小時(shí)工作估算，僅節(jié)約電力一項(xiàng)每年節(jié)約電能將近 161 億 KW/h，這該是多么可觀(guān)的一筆節(jié)能挖潛的經(jīng)濟(jì)效益呀！本課題是結(jié)合 PLC 和變頻技術(shù)對(duì)普通C6150 機(jī)床進(jìn)行節(jié)能改造。 2. 為克服減小電機(jī)后的低速啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不夠的問(wèn)題，設(shè)計(jì) 1：3 的齒輪變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，嵌入車(chē)床傳動(dòng)箱內(nèi)。 3. 以小 PLC 和電子觸摸屏小鍵盤(pán)設(shè)定轉(zhuǎn)速，變頻器執(zhí)行調(diào)速取代電機(jī)不調(diào)速的手柄機(jī)械變速，設(shè) 8 檔調(diào)速功能。作為機(jī)械與電氣控制專(zhuān)業(yè)的大學(xué)生如果把這個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)成功，不僅可以檢驗(yàn)本人的機(jī)電一體化知識(shí)學(xué)以致用的能力，還可具有普及推廣，以推動(dòng)我國(guó)機(jī)床節(jié)能改造的事業(yè)發(fā)展的重大意義。申請(qǐng)學(xué)位論文與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。某發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)用高新技術(shù)對(duì)其的控制進(jìn)行改造后，成為智能數(shù)控機(jī)床就以幾十倍甚至百倍的價(jià)格回銷(xiāo)我國(guó)，這是多么令國(guó)人痛心的情景呀！所以目前機(jī)床改造已成為我國(guó)迫切需要加大力度發(fā)展的事業(yè)。但考慮到低速車(chē)削通??????≈ ?????? ????????常為粗加工，切削量較大。 (4) 如上述，在低速段，可能出現(xiàn)較大的沖擊過(guò)載，容易引起變頻器的跳閘。 低速轉(zhuǎn)保留一級(jí)傳動(dòng)比，且 方案???????????? (1) 電動(dòng)機(jī)和主軸之間的傳動(dòng)比仍只有一檔，但變頻器的最高輸出頻率允許超過(guò)額定頻率 。3. 電動(dòng)機(jī)的工作頻率范圍 設(shè)：最高頻率為 75Hz，則最低頻率為????????=????= 當(dāng) 時(shí)， =75/40=；????=40 ???????? 當(dāng) 時(shí)， =75/140=；????=140????????北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）93. 變頻調(diào)速的原理 變頻器的控制方式：車(chē)床除了在車(chē)削毛坯的時(shí)候負(fù)荷大小有變化外，以后的車(chē)削過(guò)程中，負(fù)荷的變化通常是很小的。圖中，轉(zhuǎn)速檔由按鈕開(kāi)關(guān)（或觸摸開(kāi)關(guān)）開(kāi)選擇。由于車(chē)床需要有點(diǎn)動(dòng)環(huán)節(jié)，故在電路中增加了點(diǎn)動(dòng)控制按鈕 SJ 和繼電器 KA3。Y2132S4 系列變頻器三相異步電動(dòng)機(jī)出廠(chǎng)試驗(yàn)時(shí)均采用變頻器電源供電，符合實(shí)際使用工況。??????=??39。直流中間電路的作用是對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑，以保證逆變電路和控制電源能夠得到質(zhì)量較高的直流電源。 若頻率給定方式為鍵盤(pán)時(shí)，可通過(guò)▼▲兩鍵對(duì)給定頻率進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)整，最后的給定頻率值被記憶。最大可實(shí)現(xiàn) 15 段外部速度。老師正直高尚的品質(zhì)、求真務(wù)實(shí)的作風(fēng)和敬業(yè)勤勉的精神也深深地影響了我。所以，本設(shè)計(jì)必然存在一些缺點(diǎn)和不足，請(qǐng)各位老師諒解！致 謝本課題是在xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。4. 多段速度（功能代碼 35——46）北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25多段速度由外部端子的狀態(tài)決定。 變頻器的功能參數(shù)表1. 參考頻率（功能代碼 01） 參考頻率即當(dāng)前的給定頻率，輸出頻率始終按設(shè)定的加減速時(shí)間跟隨參考頻率。它的主要作用是對(duì)工頻的外部電源進(jìn)行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。4) 主要技術(shù)數(shù)據(jù) Y2132S4 變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)主要技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表 31； 表 61 Y2132S4 參數(shù)表重量/Kg型號(hào) 功率/KW額定電流/A額定電壓/V最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩/倍轉(zhuǎn)差率（%）Y2132S4 380 60 主要計(jì)算數(shù)據(jù)1. 調(diào)速范圍 由式（115）得：北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20 n=1440/30=48????=??????????/??????????2. 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 (1) 恒轉(zhuǎn)矩區(qū) 由式（11）得： 1440r/min/2=720r/min??????≤(2) 在各檔轉(zhuǎn)速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩見(jiàn)表 32（負(fù)載功率按 ）????=2??39。系列的冷卻方式有兩種：一種為 IC411 系列，可以保證在該系列規(guī)定的頻率范圍（10~70HZ）內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩恒功率調(diào)速，并保證在此條件下長(zhǎng)期運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)繞組溫升不超過(guò)允許值。繼電器 KA1 用于正轉(zhuǎn)，由 SF 和 ST 控制；KA2 用于反轉(zhuǎn)，由 SR 和 ST 控制。操作工應(yīng)該根據(jù)負(fù)載的具體情況，決定是否需要避開(kāi)該轉(zhuǎn)速段。??????39。???? (1) 最高頻率 。 (2) 因?yàn)檎{(diào)速范圍廣，且高速段與低速段機(jī)械特性的特點(diǎn)不一樣，故工作頻率范圍應(yīng)不限于額定頻率以下。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4圖中，D 點(diǎn)以下是恒轉(zhuǎn)矩區(qū)；D 點(diǎn)以上是恒功率區(qū)。目前，我國(guó)機(jī)床工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)關(guān)鍵的發(fā)展時(shí)期，當(dāng)前機(jī)床機(jī)械制造業(yè)面臨產(chǎn)品更新，進(jìn)行技術(shù)改造的局面，這是提高生產(chǎn)效率和高速發(fā)展迫切需要的。 綜上所述，已經(jīng)掌握了本專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論和相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，該同學(xué)寫(xiě)作的畢業(yè)論文已經(jīng)達(dá)到本科畢業(yè)論文水平，可以提交答辯。某發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)過(guò)用高新技術(shù)對(duì)其的控制進(jìn)行改造后，成為智能數(shù)控機(jī)床就以幾十倍甚至百倍的價(jià)格回銷(xiāo)我國(guó)，這是多么令國(guó)人痛心的情景呀！所以目前機(jī)床改造已成為我國(guó)迫切需要加大力度發(fā)展的事業(yè)。二．內(nèi)容與要求 1. 以 C6150 普通車(chē)床主軸傳動(dòng)為控制對(duì)象，用 電動(dòng)機(jī)取代原 電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用 PLC 和變頻器的節(jié)能改造系統(tǒng)。 4. 實(shí)時(shí)驗(yàn)算機(jī)械轉(zhuǎn)矩，智能判斷切削進(jìn)刀量，設(shè)置超限報(bào)警保護(hù)功能。2. 基本內(nèi)容和技術(shù)方案： 一．系統(tǒng)構(gòu)成：本課題是以《交流變頻調(diào)速技術(shù)》的典型應(yīng)用實(shí)例為基礎(chǔ)，對(duì)制造業(yè)量大面廣的普通車(chē)床 C6150 主軸拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造：包括電動(dòng)機(jī)容量減?。粰C(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)改造；機(jī)械變速改為變頻調(diào)速（微電子觸摸屏取代機(jī)械手柄笨重操作） ；PLC 對(duì)車(chē)床的邏輯判斷控制等設(shè)計(jì)任務(wù)。本人簽名： 日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)書(shū)本人完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保管、使用論文的規(guī)定，其中包括：①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門(mén)送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；②學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存論文；③學(xué)?？稍试S論文被查閱或借閱；④學(xué)校可以學(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈(zèng)送和交換學(xué)位論文；⑤學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。機(jī)床的控制主要采用機(jī)、電、氣、液壓控制，采用微機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能數(shù)控，提高機(jī)床的技術(shù)附加值和運(yùn)行效率；另一方面還有節(jié)能的控制改造，配以可編程序控制器（PLC）數(shù)字控制（NC）和變頻調(diào)速等技術(shù)，可以大大提高傳統(tǒng)機(jī)床的加工水平，通過(guò)對(duì)其電力節(jié)能的改造后效果驚人，以 C6150 普通機(jī)床為例，全國(guó)大概有三百多萬(wàn)臺(tái) ，如果每臺(tái)車(chē)床的電機(jī)由原來(lái) 的電機(jī)換成 的，每天按 8 小時(shí)工作估算，僅節(jié)約電力一項(xiàng)每年節(jié)約電能將近 161 億 KW/h，這該是多么可觀(guān)的一筆節(jié)能挖潛的經(jīng)濟(jì)效益呀！本課題是結(jié)合 PLC 和變頻技術(shù)對(duì)普通 C6150 機(jī)床進(jìn)行節(jié)能改造。尤其是車(chē)削毛坯時(shí)，由于同心度較差和表面的不光滑，常會(huì)遇到較大的沖擊力。所以，變頻器的容量以比電動(dòng)機(jī)容量大一檔為好。但一般不宜超過(guò)額定頻率的 倍（即：???????? ????） 。因此，就切削精度而言，選擇 V/F 控制方式是能夠滿(mǎn)足要求的。通過(guò) PLC 控制變頻器的外接輸入端子 X1，X2，X3 的不同組合，得到 8 檔轉(zhuǎn)速。 控制與實(shí)現(xiàn) 電子觸摸 圖 54圖中，0 為確認(rèn)鍵；9 為復(fù)位鍵；其他數(shù)字鍵為對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速鍵。2) 主要技術(shù)性能 (1) 電動(dòng)機(jī)為連續(xù)工作制 S1 (2) 電動(dòng)機(jī)的額定電壓為 380V、頻率為 50Hz。?? 帶負(fù)載的過(guò)載能力 （121）??????=????????39。當(dāng)整流電路是電壓源時(shí)直流中間電路的主要元器件是大容量的電解電容，而當(dāng)整流電路是電流源時(shí)平滑電路則主要由大容量電感組成。 在多段速度運(yùn)行時(shí)，每一段的頻率值也可用▼▲兩鍵進(jìn)行在線(xiàn)調(diào)整，但改變后的頻率值在停機(jī)后不記憶。在多段速度運(yùn)行時(shí)，用戶(hù)可以用鍵盤(pán)▲▼鍵對(duì)當(dāng)前運(yùn)行的頻率進(jìn)行調(diào)整，但調(diào)整后的頻率，在停機(jī)或斷電后不保存。在此，謹(jǐn)代表我個(gè)人對(duì)老師致以崇高的敬意和衷心的感謝。北京交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29由于本人對(duì)機(jī)床不是很了解，論文任務(wù)大時(shí)間緊，沒(méi)有在實(shí)踐中實(shí)驗(yàn)。在防止低速或超速運(yùn)行的場(chǎng)合尤為適用。容量：7kVA，電流：12A，完全滿(mǎn)足以上計(jì)算要求。 變頻器內(nèi)部電路的基本功能一般的三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成。IC416 系列可根據(jù)用戶(hù)要求帶各種高分辨率的傳感器（光電編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器及測(cè)速發(fā)電機(jī)） 。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，Y2132S4 系列的安裝尺寸與 Y 系列相同，以便用戶(hù)的配套和選用。圖中接觸器 KM 用于接通變頻器的電源，由 SB1 和 SB2 控制。圖中②這個(gè)區(qū)域（約為 600~800r/min）內(nèi)，當(dāng)負(fù)載較重時(shí)，有可能出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)帶不動(dòng)的情況。成正比，其大小為 ????2=??39。???? ≥???????????????